Анализ чувствительности параметров при геофильтрационном моделировании

Размещено на http://www.allbest.ru/

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Магистерская диссертация

Анализ чувствительности параметров при геофильтрационном моделировании

Выполнил: Владимиров Константин Владимирович

Научный руководитель:

к.г.-м.н., доцент С.А. Переверзева

Заведующий кафедрой:

к.г.-м.н., доцент П.К. Коносавский

Санкт-Петербург 2016



Содержание

Введение

Глава 1. Методики анализа чувствительности численных геофильтрационных моделей

Глава 2. Характеристика объекта исследования

2.1 Краткий физико-географический очерк

2.1.1 Гидрографическая характеристика

2.2 Геологическое строение

2.3 Гидрогеологические условия

Глава 3. Разработка численной геофильтрационной модели

3.1 Граничные условия, структура и дискретизация модели

3.2 Параметрическое наполнение модели

3.3 Краткая характеристика уровенного режима и эксплуатации подземных вод на исследуемой территории

3.4 Калибровка геофильтрационной модели

Глава 4. Анализ чувствительности фильтрационных параметров

Заключение

Список литературы



Введение

Анализ чувствительности геофильтрационных моделей - это оценка параметров модели на предмет того, как сильно они влияют на результаты моделирования, а именно на напоры и расходы потока подземных вод. Результатом данного анализа является фундаментальное понимание структуры фильтрационного потока. Помимо этого, анализ чувствительности является неотъемлемой частью калибровки модели. Наиболее чувствительные параметры могут быть наиболее важными с точки зрения сопоставления полученных модельных значений с фактическими. Помимо этого, анализ чувствительности являются эффективным инструментом для характеристики погрешности модели. Если анализ погрешности позволяет указать численную оценку погрешности модели, то анализ чувствительности дает массу дополнительной информации о модели, которая может использоваться для ее эффективной калибровки.

Целью данной работы является разработка и анализ чувствительности численной геофильтрационной модели юго-западной части Хибин.

Основными задачами данной работы являлись:

1. Разработка и реализация численной геофильтрационной модели водосборного участка оз. Б. Вудъявр в стационарной постановке;

2. Верификация модели;

3. Оценка чувствительности модели по отношению к входным параметрам.

Актуальность данной работы обосновывается возможностью использования результатов моделирования для переоценки запасов подземных вод Вудъяврского и Ключевого месторождений подземных вод и в качестве основы для геомиграционного моделирования.



Глава 1. Методики анализа чувствительности численных геофильтрационных моделей

Моделирование геофильтрационного потока часто применяется на практике в гидрогеологии, решая широкий спектр задач. В наиболее общей терминологии, модель - это упрощенное представление внешнего вида и процесса работы реального объекта или системы. Геофильтрационные модели представляют процесс работы реальной системы подземных вод с помощью математических уравнений, решаемых компьютерной программой. Сложность, которая стоит перед всеми исследователями, пытающимися использовать результаты моделирования, состоит в понимании надежности полученных данных.

Моделирование геофильтрационных процессов связано с решением обратных задач, где свойства объекта изучаются по каким-либо значениям «косвенных» величин. Анализ чувствительности играет большую роль при решении обратных задач, предоставляя дополнительную информацию о зависимостях между входными и выходными параметрами, значимости отдельных параметров и т.д.

Анализ чувствительности численных моделей является одним из активно развивающихся направлений в области решения задач усвоения данных при ретроспективном анализе процессов, описываемых имитационными моделями. (Волкова, 2009).

Анализ чувствительности может проводиться вручную или автоматически. При первом подходе делаются многократные пересчеты модели, корректировка каждого параметра может делаться неопределенное количество раз. Изменения выходных значений модели при изменениях каждого параметра может быть отражено в таблицах или графиках.

1. Второй подход основывается на расчете чувствительности параметров напрямую. Автоматический анализ чувствительности является неотъемлемой частью автоматической корректировки параметров при калибровки модели. Примеры применения автоматического анализа чувствительности приведены, например, в работе (Brooks, Masbruch, 2014).

Различают два вида анализа чувствительности - глобальный и локальный. Локальный анализ чувствительности изучает влияние локальных возмущений значений входных параметров модели вокруг одного начального значения на результат моделирования. Глобальный анализ чувствительности использует статистические методы и рассматривает входные параметры модели во всей области их возможного изменения, определяя, какая часть вариации результата обусловлена тем или иным входным параметром или той или иной группой параметров. (Волкова, 2009). Помимо этого, частью глобального анализа является простой статистический анализ численных моделей, который позволяет отыскать доверительный интервал, распределение вероятности модельного результата и погрешности входных параметров.

Поскольку каждый входной параметр считается случайной величиной, то на первом этапе статистического анализа проводится выбор функции распределения вероятности. Выбор функции основывается на экспертном мнении о физической природе параметра, информации об интервалах значений данного параметра и статистического анализа данных наблюдений. При наличии большого количества данных о каком-либо параметре, полученных в результате полевых или лабораторных работ, для определения соответствующего им распределения вероятности можно провести статистический анализ этих данных. При этом, выбор распределения может быть основан как на визуальном анализе данных, так и на использовании специального программного обеспечения. При отсутствии достаточного количества данных для построения функции распределения, для выбора гипотезы моделирования используется экспертное мнение или используется равномерное распределение вероятности с достаточно широким интервалом изменения.

На втором этапе генерируется большое количество вариантов значений для каждого выбранного входного параметра. Чаще всего для этого используется метод Монте-Карло, суть которого состоит в том, что для каждого параметра генерируется независимо N значений, при этом качество соответствия выбранному распределению зависит от количества этих значений, что может приводить к большим временным тратам. Существуют и другие, более эффективные способы генерации значений входных параметров (Волкова, 2009)

2. В статье (Choi, Harvey, 1999) представлен следующий порядок проведения анализа чувствительности нескольких параметров на основе метода Монте-Карло:

1. Выбор тестируемых параметров

2. Задание верхних и нижних пределов значений для каждого параметра, принимая во внимание результаты полевых и лабораторных измерений

3. Задание, к примеру, 500 независимых значений для каждого выбранного параметра с однородным распределением по модельной области

4. Расчет модели, используя заданные 500 значений для каждого параметра и расчет значений целевой функции

5. Определение допустимых и недопустимых из 500 значений каждого параметра путем сопоставления выходных параметров с одним из выбранных критериев

6. Статистический расчет параметрической чувствительности. Сопоставление распределений допустимых и недопустимых значений для каждого входного параметра. Если оба распределения статистически не отличаются, то параметр классифицируется как нечувствительный; если наоборот, то параметр классифицируется как чувствительный.



Рис. 1 Методика анализа чувствительности при рассмотрении двух параметров р1 и р2, где R - выбранный критерий сравнения (Choi, Harvey, 1999)

Анализ чувствительности широко применяется в процессе калибровки численных моделей (Jiang, Somers, 2004; Reilly, Harbaugh, 2004). Он позволяет определить наиболее важные и влиятельные параметры модели, корректировка которых приводит к снижению погрешностей из-за неточности в исходных значениях входных параметров. Напротив, определение наименее значимых на модели параметров позволяет в дальнейшем убрать их дальнейших расчетов, так как их калибровка не приведет к какому-либо существенному уменьшению погрешности модели.

Еще одной целью анализа чувствительности при калибровке моделей может быть уточнение оптимальных интервалов изменения параметров для решения обратной задачи. Анализ погрешности, связанный с входными данными, позволяет сопоставить модельные интервалы входных параметров с наблюдаемыми данными и сузить интервалы выходных параметров при решении обратной задачи. Помимо этого возможна оценка корреляции между входными параметрами модели. Локальный анализ чувствительности позволяет выявить пары коррелирующих входных параметров.

На практике при калибровке геофильтрационных моделей широко распространено использование всех вышеперечисленных методик анализа чувствительности. Графически этап калибровки геофильтрационных моделей часто сопровождается сопоставлением фактических и модельных значений напоров и графиками парной корреляции входных параметров.



Глава 2. Характеристика объекта исследования

Район работ по административному делению относится к Кировскому району Мурманской области Российской Федерации и расположен в центральной части Кольского полуострова на юго-западе Хибинских тундр (Рис. 2).

Рис. 2. Схема расположения района работ и моделируемой области

2.1 Краткий физико-географический очерк

Климатические условия района в значительной степени связаны с рельефом и, в особенности, с высотой местности над уровнем моря.

Хибинские тундры представляют собой горный массив со средними абсолютными отметками 900-1000 м, окруженный кольцом низин и крупных озер (Имандра, Умбозеро), расположенных на высоте 130-150 м над уровнем моря. Характерные формы рельефа Хибин - плоские высокие плато, рассеченные сложной системой глубоких долин и круто обрывающиеся к окружающим их низинам.

Район работ приурочен к приозерным низменностям оз. Большой и Малый Вудъявр и долинам впадающих в озеро рек Вудъяврйок, Саамская, Юкспоррйок. Резко возвышающиеся склоны гор Вудъяврчорр, Кукисвумчорр, Поачвумчорр, Юкспор и Айкуайвенчорр образуют вокруг приозерных низменностей оз. Б. и М. Вудъявр широкий амфитеатр с выходом на юг по долине р. Б. Белой. Приозерные низменности озер Малый и Большой Вудъявр имеют абсолютные отметки поверхности соответственно 340-360 м и 312-320 м, межгорные долины р. Саамской, Юкспоррйок и Вудъяврйок - 320-360 м. Окружающие горные вершины имеют абс. отм. 1022,1 м (г. Юкспор) - 1143,1 м (г. Кукисвумчорр). Долины приозерных низменностей разделены мореным валом. Широкий конечно-моренный вал перегораживает долину р. Б. Белой ниже оз. Большой Вудъявр.

Характеристика климата приводится по данным следующих метеостанций: «Кировск» (абс. отм. 400 м);- «Центральная» (абс. отм. 1089 м); «Восточная» (абс. отм 210 м) (Мелихова, Максимова, 2003).

Одним из основных элементов климата, косвенным образом влияющим на режим поверхностных и подземных вод, является температура воздуха.

По данным метеостанций среднегодовая температура воздуха в долинах изменяется от положительных величин плюс 3,10С до отрицательных - минус 3,190С, при этом преобладают, в основном, отрицательные температуры - для плато: от минус 3,20С до минус 6,20С. Отрицательными являются и многолетние среднегодовые температуры, составляя: для долин - минус 0,50С - минус 10С; для плато - минус 3,70С - минус 5,20С. Самым теплым в году является июль: в долинах среднемесячная температура воздуха составляет плюс 12,90С плюс 13,80С; на плато - плюс 6,50С плюс 8,90С (Мелихова, Максимова, 2003).

Переходным месяцем от зимнего периода к лету для долин следует считать май, от осени к зиме - октябрь. Для более высоких участков отмечается запаздывание в переходе от зимы к лету и опережение от осени к зиме на 3 - 4 дня на каждые 100 м по высоте. Это ведет к разновременности подключения областей питания подземных вод, к затягиванию подъема и спада уровней поверхностных и подземных вод в весенне-летний период.

Важнейшим элементом климата, влияющим на режим поверхностных и подземных вод, являются атмосферные осадки. Существенное значение при распределении атмосферных осадков имеют расчлененность рельефа и высота местности. Наибольшее количество атмосферных осадков выпадает в горном районе и составляет 1465 мм (м/с «Центральная», 1089 м абс. выс.), в предгорьях - 712 мм (м/с «Кировск») (Мелихова, Максимова, 2003).

В годовом цикле распределение осадков неравномерное. Наименьшее их количество выпадает в феврале - апреле, наибольшее - в августе - октябре. В целом же за теплый период выпадает до 45 % и более от годовой суммы осадков, что благоприятно сказывается на питании грунтовых вод.

В зимнее время осадки выпадают, главным образом, в виде снега. Устойчивый снежный покров образуется в долинах в середине октября, а сходит в первых числах июня. В горах снежный покров устанавливается раньше и сходит позже на 3 - 4 дня на каждые 100 м по высоте. Максимальная высота снежного покрова в долинах в апреле достигает 180 см, а на плато - до 350 см, при средней высоте 70 - 90 см (Мелихова, Максимова, 2003).

В целом климат Хибин крайне неустойчив и характеризуется продолжительной зимой, значительным количеством выпадающих осадков, незначительным испарением, высокой относительной влажностью воздуха, что способствует интенсивному питанию подземных вод в теплый период года.

2.1.1 Гидрографическая характеристика

Реки района принадлежат бассейну Белого моря. Они имеют небольшие площади водосборов, ступенчатый и сбросовый характер их продольных профилей. Для большинства рек района типичны узкие, слабо разработанные, врезанные в кристаллические породы долины. Формы их V-образные. Следуя направлениям горных разломов, они имеют резкие коленчатые изгибы, многочисленные перепады (стремнины, пороги и водопады), чередующиеся с тихими спокойными участками (плесами). (Ресурсы поверхностных вод СССР, 1970).

Изучаемый водосборный бассейн оз. Большой Вудъявр имеет площадь водосбора 125 км2 . Водораздельные границы со смежными реками Кунийок, Тульйок и Вуоннемйок резко выражены.

Озеро Б. Вудъявр является самым крупным водоемом Хибин. Площадь его водной поверхности 3,24 км2 , объем воды - 0,064 км3 , наибольшая глубина 38,6 м, длина около 2 км, ширина 1,5 км. Амплитуда колебания воды в озере не превышает 1,1 м .

Вторым по величине в районе является озеро М. Вудъявр - остаток некогда крупного плотинного озера. Расположено оно в 4 км на северо-запад от оз. Б. Вудъявр на отметке 357,8 м абс. высоты. Площадь водной поверхности оз. М. Вудъявр 0,67 км2, объем воды - 0,0051 км3, наибольшая глубина - 10,6 м. Амплитуда колебания воды в озере не превышает 0,6 м.

Самыми крупными реками бассейна являются р. Вудъяврйок, Саамская и Юкспоррйок. Река Вудъяврйок (Кукисйок) вытекает из оз. Длинное и впадает в оз. Большой Вудъявр. Длина реки 12 км, площадь водосбора 53,2 км2. С северо-востока в оз. Б. Вудъявр впадают реки - Юкспоррйок с притоками: справа - р. Гакман, слева - р. Подъемной; и р. Саамская (Лопарская). Река Юкспоррйок имеет длину 9,7 км, площадь водосбора 36,2 км2.

Долины рек Юкспоррйок и Вудъяврйок, а также их притоков начинаются на отметках 600 - 750 м и с большим уклоном опускаются к приозерной низменности оз. Б.Вудъявр. Приурочены они к трогам, заложенным в межгорных понижениях по зонам крупных радиальных и концентрических нарушений. Долины рек в верховьях, чаще всего, заканчиваются обширными ледниковыми цирками и круто замыкаются под перевалами. Ширина их в верховьях до 0,6 м. При выходе к приозерной низменности оз. Б. Вудъявр ширина долин достигает 1,2 км. Бортами долин являются крутые склоны гор высотой до 500 - 800 м (относительные превышения). В верховьях речная сеть представлена временными водотоками с крупноглыбовым материалом в русле. Ширина рек в верховьях до 10 м, в среднем течении до 15 м, скорости течения в паводок достигают 2 - 3 м/с, в межень до 0,8 - 1,0 м/с. Все они имеют горный характер.

На приозерной низменности оз. Б. Вудъявр в низовьях течение рек Вудъяврйок, Саамской и Юкспоррйок становится медленнее, русла гравелисто-песчаные, скорости течения около 0,3 - 0,8 м/с. Глубины рек 0,5 - 1,0 м, реже до 2 - 3 м, ширина русла до 15 м, высота берегов 0,5 - 0,7 м. Русло р. Саамской, южнее поселка Кукисвумчорр, спланировано и представляет собой канал шириной 8 - 10 м, глубиной 0,5 - 1,0 м и с высотой откосов до 1,5 - 2,0 м (Мелихова, Максимова, 2003).

Единственной рекой, которой сбрасывается весь сток бассейна, является река Большая Белая, вытекающая из оз. Б. Вудъявр и впадающая в губу Белую оз. Имандра.

Режим речного стока рек бассейна подчиняется общему режиму стока горных рек Хибинского массива. В годовом ходе уровня выражены 4 фазы: весеннее половодье, летне-осенняя межень, ежегодно нарушаемая дождевыми паводками, короткий осенне-зимний период с несколько повышенной водностью рек и зимняя межень.

На реках исследуемой территории в период весеннего половодья проходит, в среднем, 56-59% годового стока. В этот период на реках наблюдаются максимальные расходы. Весеннее половодье на реках начинается в первых числах мая. В отдельные годы сроки начала половодья колеблются в значительных пределах - от середины апреля до первой декады июня. Продолжительность половодья в среднем составляет 60-70 дней. Форма гидрографа половодья, как правило, одновершинная, реже сложно-гребенчатая. (Ресурсы поверхностных вод СССР, 1970)

Питание рек и озер района в течение года смешанное (снеговое, дождевое и грунтовое). Причем в отдельные сезоны наблюдается различное сочетание видов питания. Наибольших величин сток достигает в весеннее половодье при интенсивном снеготаянии и одновременных ливневых осадках. Зимой же реки переходят только на грунтовое питание.

Наивысшие уровни на озерах и расходы на реках наблюдаются в весеннее половодье. Начинается оно обычно во второй половине мая и заканчивается в первой или второй половине июня, а на р. Б. Белой затягивается и до середины июля ввиду трансформации паводка озером Б. Вудъявр. Амплитуды колебания уровня воды на реках незначительны, т.к. реки имеют большие уклоны. Подъем уровней не превышает 1 м.

Летняя межень на реках выражена слабо. Часто она неустойчива и осложнена дождевыми паводками с амплитудами до 0,4 - 0,6 м. Со второй половины августа начинается осенний подъем уровней. Осенний паводок на реках проходит в сентябре, высота его не более 0,8 м.

Начиная с октября, когда температура воздуха переходит через 0, и поверхностные водотоки и водоемы переходят на грунтовое питание, вплоть до конца апреля - начала мая, наблюдается зимняя межень, осложняемая заторно-зажорными явлениями. Зимой постоянными водотоками являются: р. Юкспоррйок ниже впадения р. Подъемной, р. Саамская - ниже рудничной территории, р. Вудъяврйок и р. Б. Белая. Реки зимой не замерзают, за исключением устьевых участков и небольших мысов. Зимой, на незамерзающих потоках, интенсивно образуется донный лед. (Мелихова, Максимова, 2003).

В целом водные условия бассейнов озер М. и Б. Вудъявр отмечаются высокими показателями стока и неустойчивым, сезонно изменяющимся уровенно-расходным режимом поверхностных вод.

2.2 Геологическое строение

Описываемый район представляет собой южную часть Хибинского центрального щелочного плутона палеозойского периода, имеющего площадь 1320 км2 и выраженного в рельефе в виде среднегорного массива (Рис. 3).

В геологическом строении района принимают участие два комплекса пород, резко различных по условиям залегания, структуре, физическим и водным свойствам: - интрузивные щелочные породы верхнепалеозойского возраста, образующие кристаллический фундамент, и - рыхлые отложения осадочного чехла, относящиеся к четвертичному периоду.

Рис. 3. Геологическая карта Хибинского щелочного массива (Онохин Ф. М., 1975)

Интрузивные комплексы: 1 - массивные хибиниты, 2- трахитоидные хибиниты, 3 - рисчорриты, 4 - трахитоидные ийолиты, 5 - уртиты, 6 - рудные тела, 7 - малиньит-луявриты, полевошпатовые ийолиты, 8 - лявочорриты, 9 - трахитоидные роговообманковые фойяиты, 10 - трахитоидные эгирин-роговообманковые фойяиты, 11 - массивные эгириновые сиениты, 12 - месторождения апатито-нефелиновых руд: 1 - Кукисвумчорр, 2 - Юкспор, 3 - Апатитовый Цирк, 4 - Плато Расвумчорр, 5 - Коашва, 6 - Суолуайв, 7 - Ньорпахк, 8 - Куэльпор, 9 - Куниок-Лявойок, 10 - Поачвумчорр.

Интрузивные породы в пределах данного района залегают по всей площади и представлены всеми петрографическими разновидностями нефелиновых сиенитов, слагающих Хибинский массив: в северной и северо-восточной частях серией пойкилитовых нефелиновых сиенитов - рисчорритов, в южной и юго-западной - хибинитами, малиньит-мельтейгитами и ийолит-уртитами. С комплексом пород ийолит-уртитового ряда связано формирование крупнейших в мире апатито-нефелиновых месторождений. По минералогическому и химическому составу перечисленные выше породы очень близки друг к другу, т.к. сложены, в основном, тремя минералами: нефелином (20-40%), калиевым полевым шпатом (40-60%) и щелочным пироксеном (10-20%) с незначительными вариациями в их содержании.

Исключение составляют уртиты, обогащенные нефелином (70-90%), ийолит-уртиты, содержащие пироксен от 50 до 90%, а также апатито-нефелиновые руды, содержащие от 20 до 90% апатита.

Фактически установленная вертикальная мощность интрузивных пород составляет около 3 км (от высшей точки рельефа +1208 м до отметки минус 1700 м по буровым скважинам).

Из основных пород и рудообразующих минералов кристаллических пород наибольший интерес в гидрогеологическом отношении вызывает нефелин, который в силу хорошей растворимости наиболее легко выщелачивается подземными водами, придавая им зачастую щелочную реакцию и обогащая их алюминием. Поскольку главным фактором, обуславливающим водоносность кристаллических пород, является их трещиноватость, то ниже остановимся на вопросе трещинной тектоники.

В качественном отношении трещиноватость пород была изучена в процессе геологической съемки массива в масштабе 1:50 000 (ссылка), а также геологической службой рудников. Выделены следующие типы трещин:

1). Контракционные трещины, частично выполненные минералами гидротермальной фазы (натролит, кальцит, сапонит).

2). Тектонические трещины, выполненные молодыми жильными породами (мончикиты, луявриты и пегматиты).

3). Зоны милонитизации малой мощности (до 10 см) и небольшой распространенности.

4). Зоны разрушенных пород.

Контракционные трещины представлены, преимущественно, полого падающими и наклонными, плохо выраженными и прерывистыми трещинами, имеющими ширину несколько миллиметров.

Зоны разрушенных пород приурочены, как правило, к системе вертикальных и крутопадающих трещин, с шириной раскрытия от 2-3 мм до 5-25 мм.

Зоны разрушенных пород в геологическом отношении являются самыми молодыми образованиями Хибинского массива, секущими все разновидности нефелиновых пород и жильные образования. Границы зон разрушенных пород резкие и почти всегда представлены плоскостями трещин. Кристаллические породы в пределах большей части зон раздроблены и настолько сильно изменены, что представляют вязкую глиноподобную или рыхлую массу желто-коричневого цвета. Мощность этих зон колеблется в больших пределах и зависит от физических свойств вмещающих пород: в рудном теле она достигает 25 м, во вмещающих породах - до 3-4 м.

Зоны разрушенных пород представляют огромный интерес в гидрогеологическом отношении, т.к. наибольшая водоносность кристаллических пород приурочена к этим зонам, а также с этими зонами связано заложение и развитие основной гидрографической сети района. Зоны разрушенных пород служат хорошими аккумуляторами и проводниками подземных вод.

Кроме указанных тектонических нарушений в районе работ имеют широкое распространение трещины современного выветривания и искусственные трещины, вызванные взрывными горными работами.

Благодаря большой распространенности на склонах гор, трещины выветривания являются основными путями фильтрации атмосферных осадков на глубину. В долинах, где трещины выветривания погребены слоем четвертичных отложений, они являются одновременно и аккумуляторами и проводниками подземных вод.

Рыхлые покровные отложения, относящиеся к четвертичному периоду, широко распространены на площади описываемого района. Они залегают в виде прерывистого чехла на кристаллическом основании мощностью от 1 м до 160 м. Минимальные мощности (до 1 м) четвертичных отложений приурочены к верхним частям горных склонов и к крутым вершинам, в нижних же частях склонов их мощность увеличивается до 5 - 15 м. В речных долинах четвертичные отложения образуют сплошной покров мощностью до 50 - 70 м. Максимального значения (160 м) мощность осадочного чехла достигает в котловине оз. Б. Вудъявр.

Развитые в районе работ четвертичные отложения имеют верхнеплейстоценовый и современный возраст и представлены континентальными образованиями, среди которых преобладают ледниковые и водно-ледниковые отложения последнего (валдайского) покровного оледенения, а также элювиально-делювиальные и биогенные (торфяно-болотные). Под толщей верхнечетвертичной (валдайской) морены во многих местах скважинами вскрыта древняя кора выветривания (дочетвертичные образования).

Стратиграфический разрез рыхлых образований района укладывается в следующую схему, приведенную в таблице 1.

Таблица 1 Стратиграфический разрез рыхлых образований района исследований

Система	Отдел	Звено	Горизонт	Индекс	Генетический тип	Литологический состав
1	2	3	4	5	6	7
Ч Е Т В Е РТ И Ч Н А Я	Голоцен	Современное		tQIV	Техногенные	Пески, супеси, глинисто-алевритовая масса
				bQIV	Биогенные	Торф с остатками растительности
	Нерасчлененный плейстоцен-голоцен	Нерасчлененное верхне-современное		gQIII-IV	Ледниковые (горная морена)	Песчано-гравийно-дресвяные, валунно-щебнистые отложения
	Плейстоцен	Верхнее	Верхневалдайский надгоризонт Осташковский	f,lgQIIIos	Водно-ледни-ковые осадки нерасчлененные	Пески слоистые разнозернистые с галькой и валунами, супеси
				gQIIIos	Ледниковые (основная и абляционная морена)	Пески разнозернистые с галькой, супеси, суглинки с гравием и валунами
	Плейстоцен	Верхнее	Средневалдайский надгорный Ленинградский	lQIIIln	Озерные межстадиальные	Суглинки, ленточные глины, супеси с гравием и галькой
			Нижневалдайский надгоризонт Подпорожский	f,lgQIIIpd	Водно-ледни-ковые (нерасчлененный комплекс межморенных осадков)	Песок разнозернистый с гравием, галькой и валунами, ленточные глины, суглинки, супеси
				gQIIIpd	Ледниковые (нижняя морена)	Валунные пески, супеси и суглинки
Дочетвертичные образования	P - N	Элювиальные (каолиновая и гидрослюдистая кора выветривания)	Конгломераты сцементированные, плотные суглинки, супеси с щебнем и валунами

Нерасчлененные палеоген-неогеновые образования представлены древней линейной корой выветривания, состоящей из грубообломочной щебнисто-валунной несортированной массы, соответствующей по составу породам коренного ложа, супеси или суглинка, или конгломератов - сцементированных кремнистым цементом обломков рисчорритов, нефелиновых сиенитов.

Залегают палеоген-неогеновые образования непосредственно на кристаллических породах. Мощность указанных образований колеблется от 6 м до 37 м; перекрыты мощной (60 - 150 м) толщей четвертичных отложений. Возраст их условно отнесен к палеоген-неогену (Мелихова, Максимова, 2003).

В разрезе четвертичных отложений изучаемого района выделяются отложения верхнего звена (верхнеплейстоценовые) и современные (голоценовые).

Верхнее звено представлено отложениями валдайского надгоризонта, который объединяет подпорожский (нижневалдайский), ленинградский (средневалдайский) и осташковский (верхневалдайский) горизонты.

Отложения нижневалдайского оледенения представлены основной мореной и водно-ледниковыми осадками. Они слагают нижние горизонты многослойных разрезов, вскрытых буровыми скважинами в предгорьях и межгорных впадинах Хибинского массива.

Ледниковые отложения (gQIIIpd) имеют ограниченное распространение и залегают на глубине 5 - 90 м от поверхности земли на различных гипсометрических отметках. Мощность их колеблется от 5 м до 30 м. Литологически нижняя морена представлена плотными валунными супесями и суглинками, количество крупнообломочного материала варьирует от 15 до 55 %.

Водно-ледниковые отложения (f,lgQIIIpd) в пределах изучаемого района развиты достаточно широко, вскрытая мощность этих отложений изменяется от 5 - 10 м до 25 - 65 м. Представлены они гравийно-галечными отложениями, песками различной зернистости с включением валунов более 30 %, которые как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении фациально замещаются озерными ленточными глинами или суглинками с косой слоистостью и алевритами.

В большинстве разрезов нижневалдайские водно-ледниковые отложения залегают на кристаллических породах, нижней морене или палеоген-неогеновой коре выветривания и перекрыты озерными осадками среднего валдая или осташковской мореной.

Отложения средневалдайского горизонта представлены озерными осадками. Озерные отложения (lQIIIln) вскрыты скважинами в межгорных впадинах оз. М. и Б. Вудъявр. Представлены эти осадки слоистыми глинами, суглинками, супесями с обилием гравия и гальки в песчаных фракциях, фациально замещающими друг друга, как в центральной, так и в краевых частях бассейна. Мощность этих отложений изменяется от 30 - 50 м в центральной части бассейна, до 5 - 7 м в краевых частях и долинах рек. Озерные отложения подстилаются подпорожскими осадками и перекрыты осташковской супесчаной мореной.

Отложения верхневалдайского горизонта представлены ледниковыми и водно-ледниковыми осадками, занимающими с поверхности значительные площади. Залегают они преимущественно на кристаллических породах, в депрессиях - на нижне и средневалдайских отложениях. Мощность их невыдержанна и колеблется от 1 - 5 м до 30 - 80 м.

Ледниковые отложения (gQIIIos) осташковского времени покрывают около 40 - 50 % площади описываемого района. Мощность их колеблется от 5 м до 30 м на равнинных участках до 30 - 80 м на участках холмисто-аккумулятивного рельефа. На склоны гор покров ледниковых отложений поднимается до абсолютных отметок 500 - 600 м. Литологически они представлены несортированной смесью песка, гравия и глинистых частиц с включением (до 15 - 30 %, реже 60 %) валунов, щебня и гравия. Наличие глинистых частиц (5 - 10 % глинистая фракция) обуславливает значительную плотность морены. В зависимости от процентного содержания пылеватых и глинистых частиц выделяются песчаная, супесчаная и суглинистая разности морен. Для всех разностей характерен постепенный переход, как по латерали, так и в вертикальном разрезе.

Водно-ледниковые отложения осташковского времени (f,lgQIIIos) тяготеют к краевым образованиям стадий и осцилляций осташковского ледника, развиты в северных, западных и южных предгорьях Хибин на площадях с неоднократно менявшимися условиями таяния ледникового покрова. Слагают озовые гряды, камовые холмы, зандровые поля и выполняют ложбины стока талых ледниковых вод. В пределах изучаемого района часто переслаиваются в разрезе, фациально замещают друг друга и рассматриваются как единый комплекс водно-ледниковых осташковских образований. Разнообразие условий осадконакопления обусловило широкий диапазон гранулометрического состава - от серых и желто-серых тонко-мелкозернистых песков с гравием, галькой и валунами до 30 %, до гравийно-галечникового и галечниково-валунного материала с прослоями супеси и суглинков. Мощность этих отложений определяется высотой структур в рельефе и составляет 3 - 50 м (Мелихова, Максимова, 2003).

Нерасчлененные верхнечетвертичные современные ледниковые отложения (gQIII-IIV) приурочены к склонам и вершинам горных массивов. Залегают ледниковые отложения обычно на осташковской морене или кристаллических породах первыми от поверхности.

В зависимости от состава материнской породы, степени ее разрушенности и трещиноватости они могут быть представлены крупноглыбовыми россыпями, щебнистыми песками и супесями, мощностью от 1 - 3 м до 30 м.

Современное звено.

В составе современного звена (голоценового горизонта) выделяются биогенные (торфяно-болотные) и техногенные отложения.

Биогенные (торфяно-болотные) отложения (bQIV) развиты ограниченно, приурочены, как правило, к понижениям рельефа (приозерным впадинам, речным долинам и др.). Средняя мощность отложений 0,5 - 1,0 м, реже до 3 м. Торф обычно среднеразложившийся, с большим количеством остатков кустарниковой растительности. Торфяно-болотные отложения перекрывают все типы развитых в районе рыхлых образований.

Техногенные отложения (tQIV) образовались в Хибинах за последние 70 лет. Занимаемые этими отложениями площади достаточно велики. По составу они могут быть подразделены на супесчано-грубообломочные отвалы рудников, песчано-гравийный материал дорожных и строительных насыпей и тонкозернистые отходы обогатительных фабрик.



2.3 Гидрогеологические условия

Хибинский горный массив относится к Балтийскому гидрогеологическому массиву, который характеризуется широким развитием поровых грунтовых вод в четвертичных отложениях, трещинных грунтовых вод в зоне выветривания кристаллических пород и трещинно-жильных напорных вод тектонических трещин на глубине. Для всех типов вод характерны низкая температура и минерализация. Указанные критерии целиком относятся к Хибинскому горному массиву.

Район работ включает в себя водосборную площадь оз. Большой Вудъявр и исток р. Б. Белой. Район является частью Хибинского гидрогеологического массива и представляет собой межгорный микроартезианский бассейн.

Все подземные воды описываемого района принадлежат преимущественно к зоне свободного водообмена, формирующегося под влиянием дренирующего воздействия речной сети и климатических факторов. К этой зоне относятся как порово-пластовые воды, приуроченные к четвертичным отложениям, так и трещинные (пластово-трещинные и трещинно-жильные) воды кристаллических пород.

По условиям питания площадь района работ, равно как и всю площадь Хибинского массива, можно разделить на три части (Гидрогеология СССР, 1971):

а) области горно-вершинного яруса рельефа, являющиеся пограничными для района работ и характеризующиеся благоприятными условиями питания трещинных и трещинно-жильных вод за счет инфильтрации и конденсации вод атмосферных осадков (области основного питания подземных вод кристаллических пород);

б) области подчиненного питания трещинных и трещинно-жильных вод, приуроченных к крутым, зачастую обрывистым склонам горно-склонового яруса рельефа, где атмосферные осадки, не успевая просачиваться в трещины, быстро стекают в долины в виде поверхностного стока;

в) области интенсивного питания вод четвертичных отложений долин и приозерных низменностей за счет атмосферных осадков, выпадающих непосредственно на площади развития четвертичных отложений, поверхностного стока со склонов гор и подтока трещинных вод со стороны бортов и ложа кристаллических пород долин.

Эти участки одновременно являются областями разгрузки подземных вод кристаллических пород и четвертичных отложений.

Разгрузка подземных вод кристаллических пород со всей площади водосбора происходит в естественную котловину оз. Б. Вудъявр, за счет глубокого ее вреза в кристаллические породы.

Залегание уровней подземных вод в пределах района различно. В верховьях долин рек и ручьев подземные воды четвертичных отложений и кристаллических пород имеют общее зеркало и залегают на глубине 5 - 10 м от поверхности. По мере приближения к приозерным низменностям, в связи с появлением в разрезе водоупорных слоев, воды четвертичных отложений и кристаллических пород приобретают напор, безнапорными остаются только воды грунтового водоносного горизонта. Разница в уровнях для грунтового и напорного водоносных горизонтов составляет 10 - 15 м.

Режим всех типов вод кристаллических пород и четвертичных отложений зависит от климатических факторов и тесно связан с колебаниями температуры и изменениями вида осадков. В годовом цикле можно выделить пять основных фаз режима, характерных для района работ:

1 фаза - (апрель - май) - период минимальных уровней, связанных с отсутствием дополнительного питания за счет жидких атмосферных осадков, т. е. питание только за счет осушения подземных коллекторов в горных породах.

2 фаза - (май - июнь) - период весеннего паводка, связанного с интенсивным таянием твердых атмосферных осадков - период быстрого восполнения запасов подземных вод в коллекторах горных пород и самих водоносных горизонтов.

3 фаза - (июль - сентябрь) - период летней межени, когда питание водоносных горизонтов осуществляется за счет таяния остатков снежного покрова и жидких атмосферных осадков.

4 фаза - (сентябрь - октябрь) - период осеннего паводка, связанного с максимальным количеством жидких атмосферных осадков в виде обложных дождей.

5 фаза - (октябрь - апрель) - период зимней межени, когда питание водоносных горизонтов ограничено и осуществляется за счет талых вод в период частых оттепелей, а также разгрузки смежных горизонтов (Мелихова, Максимова, 2003).

В пределах рассматриваемого района работ выделяются по генезису (возрасту) пород подземные воды:

А. Воды четвертичных отложений

Водоносный современный болотный горизонт - bQIV.

Водоносный современно-верхнечетвертичный ледниковый горизонт - gQIII-IV.

Водоносный верхнечетвертичный осташковский водно-ледниковый горизонт - f,lgQIIIos.

Слабоводоносный, локально-водоносный верхнечетвертичный осташковский ледниковый горизонт - gQIIIos.

Водоупорный, локально-слабоводоносный верхнечетвертичный ленинградский озерный горизонт - lQIIIln.

Водоносный верхнечетвертичный подпорожский водно-ледниковый горизонт - f,lgQIIIpd.

Водоупорный, локально-слабоводоносный верхнечетвертичный подпорожский ледниковый горизонт - gQIIIpd.

Б. Воды дочетвертичных образований

Водоупорный, локально-слабоводоносный палеоген-неогеновый горизонт - P - N.

Слабоводоносный, локально-водоносный палеозойский кристаллический горизонт - еPZ.

Ниже приведена характеристика каждого водоносного горизонта.

А. Воды четвертичных отложений.

Водоносный современный болотный горизонт - bQIV в пределах Хибинского массива развит на ограниченной площади распространения болот. В пределах района работ развит в приозерной низменности оз. М. и Б. Вудъявр. Водовмещающими породами служит торф средней степени разложения с остатками кустарниковой растительности, темно-коричневого цвета. Весной и осенью торфяники бывают полностью насыщены водой, летом частично или полностью пересыхают. Питается водоносный горизонт преимущественно за счет атмосферных осадков, частично, в летний период - за счет подземных вод подстилающих горизонтов.

Водопроницаемость торфа зависит от степени его разложения и составляет в среднем Кф = 0,5 - 3,0 м/сутки.

Химический состав вод торфяно-болотных отложений смешанный, с преобладанием гидрокарбонатного аниона и кальция, минерализация составляет 0,01 - 0,1 г/л.

Практического значения с точки зрения использования для водоснабжения горизонт не имеет.

Водоносный современно-верхнечетвертичный ледниковый горизонт - gQIII-IV. Современно-верхнечетвертичные ледниковые представляют собой обломочный материал - крупно-глыбовый, щебнистый, дресвянистый с песчаным заполнителем. На вершинах гор мощность горизонта до 1 - 2 м, у подножья увеличивается до 6 - 8 м, реже 15 - 20 м. В большинстве случаев эти отложения водопроницаемы, но безводны. Лишь на отдельных участках, приуроченных к понижениям рельефа, они обводнены и представляют собой маломощные водоносные горизонты с непостоянным режимом. Дебит источников составляет от 0,1 до 2,0 л/с, достигая в период снеготаяния 5 и 10 л/с.

Химический состав вод, по данным этих родников, гидрокарбонатный и хлоридно-гидрокарбонатно-натриевый.

Практического значения водоносный горизонт не имеет.

Слабоводоносный, локально-водоносный верхнечетвертичный осташковский ледниковый горизонт - gQIIIos широко развит в долинах рек, ручьев и в приозерной низменности оз. М. и Б. Вудъявр. Водовмещающие породы - пески разнозернистые, неотсортированные, суглинки, супеси с гравием, галькой и валунами. Содержание крупнообломочного материала - 20 - 50 %, чаще 40 -50 %. Залегает водоносный горизонт преимущественно на водоносном комплексе кристаллических породах или на водоносном водно-ледниковом осташковском горизонте и гидравлически взаимосвязан с ними.

Мощность водоносного горизонта изменяется от 5 - 7 м до 20 - 30 м. Глубина залегания уровня воды колеблется от 0,0 - 0,5 м на пониженных участках до 5 - 25 м на возвышенностях и склонах. Водоносный горизонт безнапорный.

Водоносный горизонт характеризуется низкими фильтрационными свойствами, удельным дебитом 0,94 л/с/м, коэффициентом фильтрации 12,85 м/сут. (Мелихова, Максимова, 2003).

Дебиты нисходящих родников от 0,5 - 4,0 л/с до 15 л/с в паводковый период.

Основным источником питания водоносного горизонта служат атмосферные осадки.

По химическому составу воды преимущественно гидрокарбонатные натриевые или хлоридно-гидрокарбонатные натриевые с минерализацией до 0,05 г/л.

Водоносный верхнечетвертичный осташковский водно-ледниковый горизонт - f,lgQIIIos, приуроченный к осташковским водно-ледниковым отложениям, имеет повсеместное распространение в приозерной низменности оз. М. и Б. Вудъявр и в устьевых частях речных долин. Залегает первым от поверхности на большой площади под современным болотным или осташковским ледниковым горизонтами, подстилается ленинградскими озерными суглинками, в краевых частях долин подпорожским водно-ледниковым горизонтом или слабоводоносным палеоген-неогеновым горизонтом.

Водовмещающие породы представлены разнозернистыми слоистыми песками с гравием, галькой и мелкими валунами, тонко-мелкозернистыми пылеватыми и глинистыми песками с незначительными включениями обломочного материала, реже гравийно-галечниковыми отложениями. Мощность водоносного горизонта изменчива и колеблется от 6 - 10 м до 20 - 40 м. Глубина залегания уровня изменяется от 0,0 м до 10 м. Водоносный горизонт в основном безнапорный, лишь на участках развития глинистых и суглинистых отложений приобретает местный напор.

Удельные дебиты изменяются в широких пределах от 0,01 л/с/м до 2,99 л/с/м, коэффициенты фильтрации изменяются в пределах 0,14 - 56,9 м/сут (Мелихова, Максимова, 2003).

Водоносный горизонт дренируется по всей площади своего распространения. Разгрузка его осуществляется двумя путями: многочисленными сезонными родниками, выходящими в присклоновых участках и по периметру оз. Б. Вудъявр; в виде грунтового стока в речную сеть.

Залегание уровня воды находится в тесной зависимости от климатических факторов. Амплитуда колебания уровней в течение года составляет в среднем: в долине оз. М. Вудъявр - 0,13 - 1,78 м; в долине оз. Б. Вудъявр - 1,20 - 2,20 м: в долинах рек - 1,70 - 7,50 м (Мелихова, Максимова, 2003).

Питание горизонта смешанное, частично за счет инфильтрации атмосферных осадков, а частично за счет разгрузки подземных вод смежных водоносных горизонтов.

По химическому составу воды горизонта, в основном, сульфатно-гидро-карбонатные или хлоридно-гидрокарбонатные натриевые, реже гидрокарбонатно-натриевые или смешанные. Минерализация составляет: в долине оз. М. Вудъявр - 0,04 - 0,07 г/л; в приозерной низменности оз. Б. Вудъявр она несколько увеличивается и изменяется от 0,134 г/л до 0,318 г/л.

В долине оз. М. Вудъявр качество вод грунтового горизонта по всем показателям соответствует требованиям СанПиН 2.1.4. 1074-01. В приозерной низменности оз. Б. Вудъявр, по отдельным скважинам качество воды не соответствует по рН и Al, кроме того, отмечается нитратное загрязнение.

Подземные воды осташковских водно-ледниковых отложений эксплуатируются в бассейне оз. Б. Вудъявр водозабором «ист. Болотный» со среднегодовой производительностью 3,6 тыс. м3/сут. Водоносный горизонт имеет важное значение в общем балансе подземных вод приозерных низменностей оз. М. и Б. Вудъявр, так как при изменении гидродинамической обстановки системы может служить дополнительным источником питания подстилающего подпорожского напорного горизонта.

Водоупорный, локально-слабоводоносный верхнечетвертичный ленинградский озерный горизонт - lQIIIln залегает выдержанным слоем по всему понижению приозерной низменности оз. М. и Б. Вудъявр, плащеобразно перекрывая подпорожский водно-ледниковый горизонт.

Мощность водоупорной толщи изменяется от 30 м до 50 м в центральной части бассейна оз. Б. Вудъявр и от 5,0 м до 10,0 м в центральной части долины оз. М. Вудъявр до 0 - 5 м в краевых частях и долинах рек.

Отложения представлены плотными тонкослоистыми суглинками и глинами с прослоями супеси и линзами тонкозернистых пылеватых песков.

Горизонт, в силу литологического состава, оценивается относительно водоупорным, локальная водоносность возможна на участках развития песчаных прослоев и линз.

Водоносный верхнечетвертичный подпорожский водно-ледниковый горизонт - f,lgQIIIpd, приуроченный к водно-ледниковым подпорожским отложениям, распространен повсеместно на площади приозерной низменности озер М. и Б. Вудъявр, а также в средних и устьевых частях долин рек Юкспоррйок, Саамская и Кукисйок, имеет напорный характер.

Этот горизонт, наиболее водообильный и изолированный от поверхностного загрязнения мощной толщей суглинков и глин, эксплуатируется водозаборами: «Центральный» в долине оз. Б. Вудъявр; и «ист. Ключевой» в долине р. Юкспоррйок.

Распространение этого горизонта и величина пьезометрических уровней обусловлены наличием мощной толщи водоупорных ленинградских глинисто-суглинистых отложений, фациально сменяющих друг друга, как в центральной, так и в краевых частях бассейна. Границы распространения напорного водоносного горизонта совпадают с распространением вышеуказанных водоупоров.

В центральной части бассейна оз. Б. Вудъявр напорный водоносный горизонт разделен на два напорных водоносных подгоризонта, гидравлически связанных между собой прослоями глинисто-суглинистых водоупорных отложений.

Ниже приведена характеристика напорного водоносного горизонта в долине оз. Б. Вудъявр по подгоризонтам.

Первый напорный водоносный подгоризонт распространен повсеместно на приозерной низменности оз. Б. Вудъявр. Водовмещающие породы представлены, в основном, разнозернистыми песками с гравием, галькой и валунами. Мощность подгоризонта изменяется от 7 - 8 м до 15 - 28

Фильтрационные свойства пород первого напорного водоносного подгоризонта характеризуются следующими значениями: удельный дебит изменяется в довольно широких предела от 1,0 - 1,5 л/с/м до 30 - 70 л/с/м; коэффициент фильтрации от 28 - 60 м/сут. до 150 - 200 м/сут., коэффициент водопроводимости - 700 - 900 м2/сут; коэффициент пьезопроводности - 2,5 * 105 м2/сут (Мелихова Г.С., Максимова Н.А, 2003).

Второй напорный водоносный подгоризонт приурочен к переуглубленным участкам коренного ложа и древним долинам рек приозерной низменности оз. Б. Вудъявр.

Водовмещающие породы представлены мелко-среднезернистыми песками с гравием, галькой и валунами. Напорные водоносные подгоризонты гидравлически взаимосвязаны, что характеризует их как единый напорный водоносный горизонт. Мощность второго напорного водоносного подгоризонта изменяется от 5 - 10 м до 15 - 30 м.

Водообильность второго напорного водоносного подгоризонта довольно выдержанна и характеризуется удельными дебитами 0,9 - 2,5 л/с/м, коэффициентами фильтрации 28 - 44 м/сутки и коэффициентом пьезопроводности - 2,5 * 105 м2/сут (Мелихова, Максимова, 2003).

По химическому составу подземные воды напорного водоносного горизонта в долине оз. М. Вудъявр, в основном, хлоридно-гидрокарбонатные натриевые или смешанные; в долине оз. Б. Вудъявр - гидрокарбонатные натриевые, сульфатно-гидрокарбонатные натриевые или сульфатно-гидрокарбонатные кальциево-натриевые. По всем показателям подземные воды напорного горизонта в долине оз. М. Вудъявр соответствуют нормативам СанПин 2.1.4. 1074-01 (минерализация изменяется в пределах 0,020 - 0,064 г/л, рН - 6,05 - 8,90; жесткость 0,03 - 0,40 мг/л; содержание Al - 0,0 - 0,38 мг/л; фтора - 0,0 - 0,53 мг/л) (Мелихова, Максимова, 2003).

Несколько отличный химический состав подземных вод напорного горизонта в долине оз. Б. Вудъявр. Минерализация изменяется в пределах 0,05 - 0,290 г/л, рН составляет 7,03 - 10,15, содержание алюминия - 0,02 - 1,97 мг/л; нитратов - 0,01 - 40 мг/л (Мелихова, Максимова, 2003).

Подземные воды напорного водоносного горизонта, эксплуатируемые водозабором «Центральный», не соответствуют нормативам СанПин 2.1.4. 1074-01 по рН и Al, отмечается также нитратное загрязнение (Мелихова, Максимова, 2003).

Водоупорный, локально-водоносный верхнечетвертичный подпорожский ледниковый горизонт - gQIIIpd имеет ограниченное распространение. Литологически он представлен плотными валунными суглинками с галькой. Практического значения водоносный горизонт не имеет.

Б. Воды дочетвертичных пород.

Водоупорный, локально-слабоводоносный палеоген-неогеновый горизонт - P - N представлен нерасчлененными палеоген-неогеновыми образованиями (линейная кора выветривания дочетвертичных пород), занимает переуглубленные участки и впадины приозерной низменности оз. М. и Б. Вудъявр и вскрыт многими скважинами на глубине 23-110 м. Мощность коры выветривания изменяется от 1,2 м до 37 м.

Водовмещающие породы представлены конгломератами и плотными суглинками с включением щебня и валунов, в некоторых случаях с прослоями мелкозернистых песков.

Этот горизонт залегает под подпорожским водно-ледниковым горизонтом на палеозойских кристаллических породах, с которыми гидравлически взаимосвязан. В силу литологического состава горизонт относительно водоупорный, локальная водоносность горизонта возможна на участках развития песчаных прослоев. Практического значения горизонт не имеет.

Слабоводоносный, локально-водоносный палеозойский кристаллический горизонт - еPZ, приуроченный к трещинам кристаллических пород, в районе работ имеет повсеместное распространение.

По характеру циркуляции воды относятся к трещинным. Водоносность колеблется в широких пределах и определяется характером и густотой трещин.

Напорный характер воды горизонта приобретают в пределах приозерной низменности оз. М. И Б. Вудъявр, напор над кровлей равен - 80-150 м. По данным опытных работ удельные дебиты изменяются от 0,02 л/с/м до 0,3 л/с/м, коэффициент фильтрации 0,06 - 1,2 м/сут. (средний 0,3 м/сут.) (Мелихова, Максимова, 2003).

Питание водоносного горизонта кристаллических пород происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков и талых вод в бортах долины. Режим подземных вод кристаллических пород хорошо увязывается с режимом водоносных горизонтов четвертичных отложений. Отмечается некоторое запаздывание в подъеме и спаде уровня вод кристаллических пород, минимальные значения уровня приходятся на март - апрель, максимальные - на июнь - июль. Амплитуда колебания уровня составляет 2 - 5 м в долине оз. Б. Вудъявр и 10 - 15 м в долине оз. М. Вудъявр.

...